JP7480250B1 - 回転シール冷却構造、加熱装置、および回転シール冷却方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様は、回転軸の一端側に向けて外部に開放された空間を有する二重構造部を前記一端側の外周縁部に備え前記回転軸の回りに回転可能な円筒体と、前記二重構造部に前記円筒体の径方向の外側から接触する摺動面を備えるとともに前記円筒体と前記摺動面との間を回転可能にシールする回転シールと、前記二重構造部に冷却流体を噴射するノズルと、を備えることを特徴とする回転シール冷却構造である。
加熱装置Wは、円筒体100内に不図示の投入口から投入される被処理物を円筒体100内に設けられる伝熱管等の熱源で加熱するとともに円筒体100を回転させながら円筒体100の他端側から一端側に移動させる装置である。ここで、円筒体100の回転軸Lは、円筒体100に一端側(図1の右側)が円筒体100の他端側よりも下側となるように水平面に対して傾斜して設けられている。そのため、円筒体100の他端側(図1の左側)に投入された被処理物は、回転する円筒体100内を円筒体100の一端側(図1の右側)に移動し、円筒体100の一端側に設けられる出口Eから外部に排出される。ここで、図1、図2、図3において、右側を回転軸Lの一端側と表記し、左側を回転軸Lの他端側と表記する。
本発明の第1実施形態では、回転シール冷却構造S1と回転シール冷却構造S2とは外径のみが異なるので、以下の説明では、回転シール冷却構造S1の構造を代表して説明する。
回転シール5はVパッキン(Vリング)等の公知のシール部材であり例えばゴム材料等の弾性部材から形成されている。回転シール5は、径方向の内側の摺動面15が接する円筒体100の二重構造部Dの最外周面16と径方向の外側の第2シール固定円筒壁7とにより径方向に挟持されるとともに、第1シール固定円筒壁6により回転軸L方向に固定されている。
ノズル1は円筒体100の周方向に複数(2個以上)設けられている。そのため、冷却流体を二重構造部Dに、円筒体100の周方向に均一に流すことができる。さらに、ノズル1を周方向に複数設けることで、径の大きな回転シール5を使用した場合でも、回転シールを周方向に均一に冷却することができる。ここで、円筒体100の周方向とは、円筒体100が回転軸Lを中心として周回する方向、即ち、円筒体100の接線が延びる方向である。以下の説明において、円筒体100の周方向を、単に周方向と称する場合がある。
よって、第1実施形態に係る回転シール冷却構造S1を使用することで、摺動面15を効果的に冷却することができ、シール材料を十分に耐熱温度(例えば150℃以下)に冷却することができる。これにより、簡易な構造で回転シール5を冷却することができ、回転シール5の寿命を延ばし、シール交換頻度を低減可能である。
図6は、本発明に係わる第1実施形態の第1変形例の回転シール冷却構造S1’の要部斜視断面図である。第1実施形態と同様の構造には共通の参照番号を付し、その説明を省略し、第1実施形態と異なる点のみを説明する。なお、図6では、二重構造部D’が設けられる回転側のみが表示されており、固定側の回転シール5は表示されていない。
ここで、フィン20,21は、回転軸Lに対して傾斜して設けられている。そのため、傾斜角が無い場合よりも、フィンの長さを長くすることができ、フィン20,21の表面積をさらに増大させることができる。このような回転シール冷却構造S1’においては、冷却流体と二重構造部Dとの接触面積をさらに増大させることができるため、冷却流体と二重構造部Dとの熱交換をさらに効率よく行うことができ、回転シール5の冷却をさらに効率良く行うことができる。
なお、フィン21が設けられる第2円筒壁8と、フィン20が設けられる第1円筒壁10と、が周方向に複数分割されていても良い。そのような場合、二重構造部D’の組立や分解が容易となる。
図7は、本発明に係わる第1実施形態の第2変形例の回転シール冷却構造S1’’の要部斜視断面図である。第1実施形態と同様の構造には共通の参照番号を付し、その説明を省略し、第1実施形態と異なる点のみを説明する。なお、図7においても図6と同様に、二重構造部D’’が設けられる回転側のみが表示されており、固定側の回転シール5は表示されていない。
さらには、二重構造部D、D’、D’’の中において、冷却流体を径方向の外側から径方向の内側に向けて案内する回転シール冷却方法とみなすことができる。このような回転シール冷却方法によれば、回転シール冷却構造S、S’、S’’と同様の効果を得ることができる。
2 冷却流体供給管路2
3 開口
4 支持体
5 回転シール
6 第1シール固定円筒壁
7 第2シール固定円筒壁
8 第2円筒壁
9 円筒仕切壁
10 第1円筒壁
15 摺動面
100 円筒体
D、D’、D’’ 二重構造部
L 回転軸
S、S’、S’’ 回転シール冷却構造
W 加熱装置
Claims (10)
- 回転軸の一端側に向けて外部に開放された空間を有する二重構造部を前記一端側の外周縁部に備え前記回転軸の回りに回転可能な円筒体と、
前記二重構造部に前記円筒体の径方向の外側から接触する摺動面を備えるとともに前記円筒体と前記摺動面との間を回転可能にシールする回転シールと、
前記二重構造部に冷却流体を噴射するノズルと、
を備えることを特徴とする回転シール冷却構造。 - 前記二重構造部は、前記冷却流体を前記径方向の外側から前記径方向の内側に向けて案内するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 前記ノズルが、前記円筒体の周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 前記冷却流体が、水、空気、又は水と空気の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 前記ノズルがスプレーノズルであることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 前記二重構造部の中を前記径方向に延びて前記二重構造部の中を前記円筒体の周方向に区画する流路壁が前記周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 前記二重構造部の中に前記回転軸に対して傾斜した方向に延びるフィンを前記円筒体の周方向に複数設けることを特徴とする請求項1に記載の回転シール冷却構造。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の回転シール冷却構造を備えるとともに前記円筒体内に投入される被処理物を加熱することを特徴とする加熱装置。
- 回転軸の一端側に向けて外部に開放された空間を有する二重構造部を前記一端側の外周縁部に備え前記回転軸の回りに回転可能な円筒体と、
前記二重構造部に前記円筒体の径方向の外側から接触する摺動面を備えるとともに前記円筒体と前記摺動面との間を回転可能にシールする回転シールと、
前記二重構造部に冷却流体を噴射するノズルと、
を備える回転シール冷却構造を使用して、
前記ノズルから前記二重構造部に前記冷却流体を噴射することを特徴とする回転シール冷却方法。 - 噴射した前記冷却流体を前記二重構造部の中で前記径方向の外側から前記径方向の内側に向けて案内することを特徴とする請求項9に記載の回転シール冷却方法。
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